浅谈水利工程中生态设计原则

浅谈水利工程中生态设计原则

【摘要】所谓的生态水利工程，它是水利工程学的的一个分支学科，也是一门新兴的学科，目前正处在不断探索和发展的初级阶段。它的最终目的是既要实现水域生态系统的健康发展，又要实现水域生态系统的可持续发展。对于水利工程中生态的设计，由于我们在这一方面的技术比较薄弱，自然也会在探索过程中遇到很多的难题。本文首先分析了目前水利工程生态设计工作面临的困难，然后又详细的叙述了在水利工程生态设计中所需遵循的基本原则，最后做了相应总结。

【关键词】水利工程；生态设计；基本原则

引言

社会的不断地发展促使人们对于自然生态认识的观念也不断地发生改变，人们迫切的希望可以把水利工程建设与生态环境保护有机的结合起来。即便如此，但是由于我国生态水利工程的建设水平还在处于初期阶段，技术还比较薄弱，与其他国家相比还有一定的差距，所以我们要想发展生态水利工程，就必须要借鉴其他发达国家的成熟的建设经验和技术，然后再根据我国的实际情况因地制宜的去发展适合我国生态环境特点和水利工程建设的技术和方法，尤其是水利工程中的生态设计设计的基本原则。

一、目前水利工程生态设计工作面临的困难

（一）缺乏对于不同区域的评价标准和设计方法。

生态水利工程学与其他学科相比较最大的特点是，它把两种学科有机的结合在了一起，即是生态学与工程学的完美结合。因此，对于不同的地域，它所服务的目标也就有所不同，因为不同地区的生态环境都有它们独特的地方。虽然讲对于我国的生态水利工程建设来说也有了一些大体的方法和设计标准，但是针对不同地区的生态水利工程来说都没有具体的设计指标和参考模式，不过也是正常现象，因为就我国的生态水利工程建设来讲，正在处于起步于摸索阶段。

（二）水利工程中生态设计工作的目标和标准的确定比较难。

现代生态水利工程建设的目标和任务与传统水利工程建设相比较，最大的不同就是它更加注重维护和保证生态环境的健康和发展，实现人类与生态生态环境的和谐共处。但是，就是因为我国目前处于对生态水利工程建的初期阶段，因此对水利工程中生态设计还没有明确的目标和标准，更没有具体量化的一些要求，这也就对工程的终期目标与标准的建设造成了一定的困难。

（三）水利工程中生态设计缺少生态水文测验资料。

生态水文测验资料对于工程的建设来说是非常重要的，对生态水利工程建设来说亦是如此。如果不可以从水文测验站的观测资料中去分析掌握水文过程对生态过程的正负影响机理，可以说就很难根据生态系统的自组织规律来得到生态水利工程的设计理论、方法与技术参数。目前，由于我国水文测验工作与其他发达国家相比较还是非常落后的，因此水文测验站还满足应当前生态水利工程设计对资料的需求。

二、生态水利工程的基本设计原则

（一）工程安全性和经济性原则

生态水利工程是一种既要在河流综合治理中既要满足人的需求，又要满足防洪、灌溉、供水、发电、航运以及旅游等需求的综合性工程，同时也要兼顾生态系统可持续性的需求。水利工程的设施必须符合水文学和工程力学的规律，来保障工程设施的安全、稳定和耐久性。就对生态水利工程的经济合理性分析，应该符合风险最小和效益最大原则。除此之外，也要充分利用河流生态系统自我恢复规律，设计出用最小的投入来获得最大产出的合理技术路线。

（二）生态系统自设计、自我恢复原则

生态系统的可持续性是生态系统自组织功能的最佳表现。物种的自然选择是自组织的机理，也就是说某些与生态系统友好的物种，可以经受自然选择的考验，寻找到相应的能源和合适的环境条件。作为一种指导性的设计，河流修复工程设计也符合帮助性设计的要求。我们可以借助生态系统自设计、自组织功能，来来选择自然界合适的物种，形成合理的设计结构，从而完成设计和实现设计。

（三） 坚持与环境工程设计有机结合

因为生态水利工程是一门综合性很强的学科，所以它所涉及到的学科内容也就相对多一点。水利工程中生态设计一定要把环境科学、生态学与工程学理论和技术的精髓有机结合起来，达到水量和水质同步的科学配置的最终目的。就我国目前水环境不断污染和恶化的现实环境来讲，生态水利工程与我国水污染的防止工程结合起来已经迫在眉睫。

（四）景观尺度及整体性原则

我们需要在大景观尺度的基础之上对河流生态系统进行修复规划和管理。原因在于在大景观尺度上开展的河流生态修复效率比较高，而小范围的生态修复不仅效率很低，而且成功率也很低。我们所要遵循的整体性原则主要是讲从生态系统的结构和功能出发，通过把握生态系统各个要素间的交互作用，再提出修复河流生态系统的整体、综合、合理的系统方法。并不单单考虑河道水文系统的修复问题，或者是修复单一动物与修复河岸植被的问题。那么，我们为什么一直在强调要在大景观尺度上进行河流修复规划，原因在于，首先要考虑到水域生态系统是一个庞大的系统，它的子系统不仅包含了生物系统，也包含了广义水文系统以

及人造工程设施系统。这也就需要我们对各种胁迫因素之间的相互关系进行综合、整体的研究。如果只是考虑河道本身的生态修复问题，很明显是把复杂系统简单割裂开了，就会造成了严重的失误。同时，也要警惕水域生境的易变性、流动性以及随机性的特点。

值得我们注意的是，对于规划、评估、监测这些不同的任务，工作对象的空间尺度可能是不同的。因此，对于监测工作应该尽可能在大的尺度内进行。而评估工作要尽可能在跨流域的尺度上进行。对于河流修复工程项目的实施，一般在关键的重点河段内进行。

（五）反馈调整式设计原则

因为生态系统的成长是需要一个缓慢的过程，所以，对河流的修复的工作也需要花费很长的一段时间。对于水利工程的生态设计，我们一般是通过仿照成熟的河流生态系统的结构，来达到形成一个健康、可持续的河流生态系统的最终目的。它的设计流程：设计-执行（包括管理）-监测-评估-调整。其中，监测是整个流程的基础工作，它主要包括对生物和水文的监测。它需要我们首先建立完善的监测系统，然后再进行长期的监测。紧接着根据我们得知的完整的历史资料和监测数据，进行阶段性的评估。评估的主要母的是掌握河流生态系统的结构与功能的整体状况及发展趋势。评估一般应用的方法是参照比较方法，也就是说它一方面与自身河流系统的历史和项目初期状况比较，另一方面与自然条件类似但从未进行生态修复的河流相比较。评估的结果主要有这几种可能：1）生态系统更够遵循预定目标演进，不需要对设计进行变更；2）需要对生态系统进行局部调整设计，以适应新的状况；3）需要对水利生态系统的设计方案进行大的调整。这就是所谓的反馈调整式设计，这个过程中需要科学家、管理者与当地居民以及社会各界人士的广泛参与，通过彼此之间的对话与协商，来寻求共同利益。只有多学科间的交流和融合，才能提高设计的科学性。

三、结束语

总而言之，生态水利工程学很好的把生态学与工程学结合了起来，换句话说，它很好的把人与自然要和谐相处的思想展现了出来。就目前来讲，我国由于我国在这方面的认识比较晚，所以技术也比较薄弱，不过我国现在对这方面非常的重视，也投了大量的人力物力去结果技术薄弱的问题，相信经过我们共同的努力，一定会在技术上取得突跃式的进步与提高的。

参考文献：

[1]蒋振华，我国现阶段生态水利工程学的发展，中国科学工程，2009.

[2]李思静，生态水利工程的设计原则，中国科学工程，2011.

[3]李祥坤，生态水利工程学，中国人民出版社，2007.